Гипсы для стоматологии

Естественные источники гипса широко распространены в мире, но их чистота сильно варьируется. Только самый чистый гипс может быть использован для приготовления дентального гипса/plaster, поскольку использование в стоматологии требует сырья высокого уровня чистоты и однородности. Баланс производства гипса регулируется в строительстве, при литье, обрабатывающей и гончарной промышленности.

Дентальные гипсы/plasters and stones изготавливаются из кальцинированного гипса и благодаря простоте в применении и отсутствию токсичности они рутинно применяются во многих рабочих процессах в дентальной практике и в лаборатории. Среди этих процессов следует отметить следующие: интраоральные слепки беззубых пациентов, выполнение отливки твердых и мягких оральных тканей, установка отливки на диагностические приспособления и обработка дентальных протезов.

В схеме 1 приводится химическая формула кальцинации гипса в дентальном гипсе/plaster.

Кальцинация завершается при нагреве раскрошенного гипса до температуры 110° - 120°С. Кальцинированный материал является тогда основой для измельчения, необходимого для использования в стоматологии.

На размер и форму частиц влияет окружающая среда, в которой производится кальцинация. В таблице 1 показаны три различных метода и определенные физические свойства полученного в результате гипса/plaster. Каждый продукт имеет ту же самую химическую формулу; различия в свойствах объясняются размером и формой частиц, полученных при различных процессах кальцинации.

Таблица 1.

Кальцинация, окружающая среда, полученные дентальные гипсы и их свойства.

Кальцинация Окружающая среда	Получаемый дентальный гипс/plaster	Внешние признаки частиц	Вода/порош. (мл/гр)	Время затверден (мин)	Расшир. при затверд. (%)	Предел прочности при сжатии/рsi
Открытая емкость на воздухе при 110-120°С	гипс/ plaster of Paris или бета-гемигидрат	Свободное скопление многих кристаллов. пористая структура	50-55/100	6 - 20	2 - 3	1300 или более
Закрытая емкость с паром под давлением при 120-130°С	Гипс для моделей/stone или альфа-гемигидрат	Плотные продолговатые отдельные кристаллы	28-30/100	6 - 20	1 - 2	3000 или более
Закрытая емкость с раствором СаС12 при 120-130°С	Гипс для рабочих моделей/die stone или модифицированный альфа-гемигидрат	Плотные, компактные, отдельные кристаллы	2-23/100	6 - 20	1 - 2	5000 или более

На илл. 1, 2 и 3 показано сканирование трех форм гипса с помощью электронного микроскопа. Сравнение этих фотографий наглядно показывает влияние окружающей среды при кальцинации на морфологию частиц. Зона поверхности частиц гипса/plaster явно больше, чем зона поверхности сравнимого размера частиц гипса для рабочих моделей/die stones из-за грубой, неровной формы частиц. Все поверхности частиц должны быть увлажнены, когда добавляется вода для замешивания. Поскольку поверхность 100 гр гипса/plaster больше чем 100 гр гипса/stone, требуется больше воды для «увлажнения» или замешивания гипса/plaster чем гипса/stone. Сравните стандартные соотношения при замешивании гипсов/plaster&diе stone.

Хотя для получения пригодной для работы смеси замешивается 50 мл воды и 100 гр гипса plaster, для завершения химической реакции теоретически необходимо только 18,6 мл, как указано в расчете 1 (это действительно также для гипсов model stone и die stone). Остальные 31,4 мл воды рассматриваются как излишек воды, которая своевременно испаряется, оставляя много крошечных пустот за счет сохранившихся твердых элементов. Эти пустоты ослабляют затвердевший гипс и понижают предел прочности на сжатие. Гипс для рабочих моделей/die stone, замешанный в соотношении 22 мл воды на 100 гр порошка, имеет в остатке только 3,4 мл воды (22 – 18,6), что позволяет изготовить более прочный материал, содержащий меньше пустот.

Таким образом, при замешивании гипса следует использовать максимально возможное малое количество воды, чтобы получить максимально высокую прочность. Любая вода, добавляемая сверх рекомендуемого соотношения только способствует образованию пустот, что ведет к ослаблению свойств материала. Поэтому настоятельно рекомендуется измерять воду и порошок.

Гипс plaster делится на несколько классов в соответствии со свойствами, необходимыми для целевого применения. В таблице 2 указаны различные классы и их физические характеристики.

Таблица 2.

Наименование и область применения	Оптимальные физические свойства		Примечание
Гипс/plaster для слепков (беззубые пациенты)	Низкий предел прочности на сжатие	500-600 рsi	Внесен в реестр: ADA Spec.25 Тип l
	Низкий уровень расширения при затвердении	.09 до .11%
	Короткое время рабочего состояния	1 – 2 мин.
Гипс/plaster для моделей и для лаборатории (работы в лаб. общего характера)	Средний предел прочности на сжатие	3000-8000 рsi	Внесен в реестр: ADA Spec.25 Тип ll
	Средний уровень расширения при затвердении	.15 до 3%
	Среднее время рабочего состояния	2 – 4 мин.
Гипс/plaster &stone для установки слепков в артикуляторе	Низкий до среднего предел прочности на сжатие	3000-4000 рsi	Нет в реестре под ADA Spec.25
	Низкий уровень расширения при затвердении	.08 до 12%
	Короткое время рабочего состояния	1 – 2 мин.
	Хорошее рабочее качество/фиксация
Ортодонтические гипсы plaster & stone для заливки учебных слепков	Средний до высокого предел прочности на сжатие	6000-8000 рsi	Нет в реестре под ADA Spec.25
	Большее время рабочего состояния чем у стандартных plasters &stones	8 – 10 мин.
	Белый цвет
Гипс/ stone для моделей и лабораторий, где требуется продукт со средним пределом прочности на сжатие	Средний предел прочности на сжатие	8000-9000 рsi	Внесен в реестр: ADA Spec.25 Тип lll
	Время рабочего состояния, достаточное для заливки 1 или 2 слепков	3 – 6 мин.
	Минимальное расширение	1 до 15%
Гипс/ stone для изготовления отливок и рабочих моделей в технике непрямых восковых моделей	Высокий предел прочности на сжатие	12000-15000 рsi	Внесен в реестр: ADA Spec.25 Тип lV
	Контрастный цвет к воску для инлеев
	Время рабочего состояния, достаточное для заливки 1 или 2 слепков	3 – 6 мин.
	Низкий уровень расширения	.08 до .1%

* Существует несколько гипсов для рабочих моделей / stones с показателем расширения при отверждении выше 15%. Специалист компенсирует это дополнительное расширение на другом этапе процесса изготовления слепка.

Каждый из трех типов дентальных гипсов/plaster используется производителями дентальной продукции для разработок специальных дентальных гипсов. К гипсу/ plaster добавляются химические модификаторы, используемые для контроля таких физических свойств как время затвердения, расширение при затвердении, предел прочности на сжатие, соотношение вода/порошок и цвет. Например, 1% раствор сернокислого калия может быть использован для ускорения реакции затвердения.

Схема 1 является обратимой, это означает, что добавление воды к гипсу/plaster of Paris приведет к образованию кристаллов гипса, при этом выделяется тепло. Что эта реакция является обратимой, в значительной степени определяется небольшой разницей между растворимостью в воде дигидрата (СаSО4 ∙ 2Н2О) и полугидрата (СаSО4 ∙ ½Н2О). При комнатной температуре растворимость дигидрата в воде – 0,2 гр на 100 мл, а полугидрата – 0,9 гр на 100 мл.

Таким образом, реакция происходит следующим образом:

a) Если к воде добавлен излишек полугидрата сульфата кальция, часть его растворится, образуя насыщенный раствор.

b) Полученный раствор является насыщенным относительно полугидрата, и супернасыщенным относительно дигидрата. Последний выпадет в осадок в растворе, снижая таким образом концентрацию полугидрата.

c) Тогда полугидрат растворит насыщенность и выпадающий осадок и растворение продолжается, пока весь полугидрат по существу не превратится в дигидрат (set plaster или гипс).

Факторы манипуляции могут легко повлиять на реакцию затвердения и на образовавшийся продукт. По этой причине необходимо точно придерживаться инструкции производителя. Для оптимального результата производитель точно устанавливает правильные пропорции воды и порошка для смешивания, а также метод и время замешивания.

Ниже приведены общие рекомендации по применению дентальных гипсов (plasters).

1) Покупайте продукцию с не истекшим сроком годности.

2) Храните материал в сухом месте и держите закрытым или запечатанным, когда не пользуетесь им.

3) Держите все емкости для замешивания и шпатели чистыми и очищенными от частиц затвердевшего гипса. Не используйте те же емкости для замешивания фосфатной паковочной массы.

4) Воду и порошок следует аккуратно измерить, чтобы обеспечить правильное соотношение вода/порошок.

5) Соблюдайте рекомендуемые производителем процедуры замешивания. Обычно гипс/plaster замешивается механически в вакууме в течение 30 секунд. Замешивание вручную выполняется в течение 1 минуты со скоростью 3 вращения в секунду. Схемы 4 и 5 иллюстрируют влияние времени и способа замешивания на показатель расширения при затвердении и предел прочности на сжатие.

Илл.4 Влияние времени обработки шпателем на расширение при затвердении гипса для рабочих моделей/Die-Rock (показатель через 24 часа, W/Р = 22/100)

Илл.5 Влияние времени обработки шпателем на показатель предела прочности на сжатие гипса Quickstone (7 дней на воздухе, W/Р = 30/100)

Setting expansion = расширение при затвердении

Hand = вручную

Mechanical = механическим способом

Mechanical + vacuum = механическим способом + вакуум

Spatulation time, sec. = время замешивания шпателем, сек.

Compressive strength = предел прочности на сжатие

6) Замешанный гипс/stone следует заливать на слепок сразу после замешивания.

7) Не тревожьте смесь, пока блеск не исчезнет с поверхности, что свидетельствует о начале затвердения.

8) Отделите гипсовую отливку от слепка через 30 – 45 минут после заливки. Более раннее или позднее отделение может быть причиной некачественной или меловидной поверхности.

9) Не допускайте контакта отливки с водой, поскольку произойдет растворение гипса, что вызовет изменение размеров отливки.

10) Важна тщательная сушка отливки, при этом достигается самый высокий уровень предела прочности на сжатие. Илл. 6 графически иллюстрирует влияние остаточной воды в гипсе/stone на предел прочности на сжатие. Прочность предельно повышается, когда отливка высушена.

Илл.6 Влияние остаточной воды на предел прочности гипса Quickstone (W/P = 30/100)

В таблице 3 указаны средства, с помощью которых пользователь может изменить свойства дентального гипса/plaster или stone. Эта информация может быть полезна, если у пользователя есть специальные задачи.

Таблица 3.

Изменение метода и его влияние на физические свойства дентального гипса/plaster.

Изменение метода	Время затвердения	Предел прочности	Расширение при затвердении	Текучесть
1.Использование гидросмеси вместо дистиллированной воды	короче	ниже	выше	не влияет
2.Использование отвердителя гипса вместо дистиллированной воды	не влияет	выше	выше	выше
3.Увеличение времени замешивания	короче	выше	не влияет	ниже
4.Замешивание в вакууме	не влияет	выше	не влияет	выше
5.Использование большего количества воды чем рекомендовано	не влияет	ниже	выше	выше

Вероятно не существует другого материала, в основном используемого в дентальной лаборатории, как plaster и stone. Эта статья была написана в надежде, что пользователи будут учитывать различия и правильное использование этих важных материалов. Сделав это, пользователи получат оптимальные результаты, ожидаемые и производителем.

Данный материал был переведен с американской статьи Whip Mix Corporation (США).